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所在地: | 遼寧 沈陽 |
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發(fā)布時間: | 2024-03-05 22:59 |
最后更新: | 2024-03-05 22:59 |
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low-e玻璃的特點
low-e玻璃是重要的建筑材料,隨著對建筑物裝飾性要求的不斷提高,玻璃在建筑行業(yè)中的使用量也不斷加大。當今人們在選擇建筑物的玻璃門窗時,除了考慮其美學和外觀特征外,更注重其熱量控制、制冷成本和內(nèi)部陽光投射舒適平衡等問題。這就使得鍍膜玻璃家族中的新貴——Low-E玻璃脫穎而出,成為人們關注的焦點。
Low-E玻璃又稱低輻射玻璃,是在玻璃表面鍍上多層金屬或其他化合物組成的膜系產(chǎn)品。其鍍膜層具有對可見光高透過及對中遠紅外線高反射的特性,使其與普通玻璃及傳統(tǒng)的建筑用鍍膜玻璃相比,具有以下明顯優(yōu)勢:
不錯的熱性能
外門窗玻璃的熱損失是建筑物能耗的主要部分,占建筑物能耗的50%以上。有關研究資料表明,玻璃內(nèi)表面的傳熱以輻射為主,占58%,這意味著要從改變玻璃的性能來減少熱能的損失,較有效的方法是舒緩其內(nèi)表面的輻射。普通浮法玻璃的輻射率高達0.84,當鍍上一層以銀為基礎的低輻射薄膜后,其輻射率可降至0.1以下。用Low-E玻璃制造建筑物門窗,可大大降低因輻射而造成的室內(nèi)熱能向室外的傳遞,達到理想的節(jié)能效果。
室內(nèi)熱量損失的降低所帶來的另一個顯著效益是環(huán)保。寒冷季節(jié),因建筑物采暖所造成的CO2、SO2等有害氣體的排放是重要的污染源。如果使用Low-E玻璃,由于熱損失的降低,可大幅減少因采暖所消耗的燃料,從而減少有害氣體的排放。
良好的光學性能
Low-E玻璃對太陽光中可見光有高的透射比,可達80%以上,而反射比則很低,這使其與傳統(tǒng)的鍍膜玻璃相比,光學性能大為改觀。從室外觀看,外觀更透明、清晰,即保證了建筑物良好的采光,又避免了以往大面積玻璃幕墻、中空玻璃門窗光反射所造成的光污染現(xiàn)象,營造出更為柔和、舒適的光環(huán)境。
Low-E玻璃的上述特性使得其在發(fā)達國家獲得了日益廣泛的應用。我國是一個能源相對匱乏的國度,能源的人均占有量很低,而建筑能耗已經(jīng)占全國總能耗的27.5%左右。大力開發(fā)Low-E玻璃的生產(chǎn)技術并推廣其應用領域,必將帶來顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。
Low-E玻璃的特點及功能
太陽輻射能量的97%集中在波長為0.3-2.5um范圍內(nèi),這部分能量來自室外;100℃以下物體的輻射能量集中在2.5um以上的長波段,這部分能量主要來自室內(nèi)。
若以室窗為界的話, 冬季或在高緯度地區(qū)我們希望室外的輻射能量進來,而室內(nèi)的輻射能量不要外泄。若以輻射的波長為界的話,室內(nèi)、室外輻射能的分界點就在2.5um這個波長處。選擇具有一定功能的室窗就成為關鍵。
3mm厚的普通透明玻璃對太陽輻射能具有87%的透過率,白天來自室外的輻射能量可大部分透過;但夜晚或陰雨天氣,來自室內(nèi)物體熱輻射能量的89%被其吸收,使玻璃溫度升高,再通過向室內(nèi)、外輻射和對流交換散發(fā)其熱量,故無法有效地阻擋室內(nèi)熱量泄向室外。
Low-E中空玻璃對0.3-2.5um的太陽能輻射具有60%以上的透過率,白天來自室外輻射能量可大部分透過,但夜晚和陰雨天氣,來自室內(nèi)物體的熱輻射約有50%以上被其反射回室內(nèi),僅有少于15%的熱輻射被其吸收后通過再輻射和對流交換散失,故可有效地阻止室內(nèi)的熱量泄向室外。Low-E玻璃的這一特性,使其具有控制熱能單向流向室內(nèi)的作用。
太陽光短波透過窗玻璃后,照射到室內(nèi)的物品上。這些物品被加熱后,將以長波的形式輻射。這些長波被Low-E窗玻璃阻擋,返回到室內(nèi)。事實上通過窗玻璃輻射被減少到85%,較大地改善了窗玻璃絕熱性能。
單純高的太陽能透射,能有效地保持這些能量,就不能認為它是節(jié)能材料。Low-E鍍膜中空玻璃是一種較好的節(jié)能采光材料。它具有較高的太陽能透射,非常低的"u"值,并且,由于鍍膜的效果,Low-E玻璃反射的熱量回到室內(nèi),使得窗玻璃附近的溫度較高,人在窗玻璃附近也不會感到太大的不適。而應用Low-E窗玻璃的建筑其室內(nèi)溫度相對較高,在冬季可以保持相對高的室內(nèi)溫度,而不結(jié)霜,這樣在室內(nèi)的人也會倍感舒適。Low-E玻璃也能夠阻擋大量的紫外線透射,防止室內(nèi)的物品退色。
low-e玻璃的應用
1、Low-E玻璃的相關定義Low-E玻璃即低輻射鍍膜玻璃,一種對波長范圍在4.5μm~25μm的遠紅外線具有較高反射比的鍍膜玻璃。由輻射率表示對紅外熱反射能力的高低,物體的輻射率等于物體在一定溫度下輻射的能量與同一溫度下黑體輻射能量之比。黑體的輻射率等于1,其他物體的輻射率介于0和1之間。輻射率越低,表示其反射的輻射熱越大。( 注1:由于溫度差引起的熱量傳遞主要集中在波長在4.5μm~25μm的遠紅外線范圍內(nèi))2、Low-E玻璃的功能和原理Low-E玻璃是在玻璃基片上鍍制功能性金屬或者金屬化合物膜層以及其它非功能性介質(zhì)層,使其具有高可見光透過率,較高的熱輻射反射率,阻止因溫差引起的熱輻射的傳遞。使用Low-E玻璃能有效減少夏季太陽的熱輻射進入室內(nèi),冬季有效舒緩室內(nèi)的采暖熱向室外傳導,可以節(jié)約夏季空調(diào)制冷和冬季室內(nèi)采暖的費用,從而達到節(jié)能的目的。Low-E玻璃的節(jié)能性能用傳熱系數(shù)U(K) 值和SC遮陽系數(shù)表示。傳熱系數(shù)的單位是W/m·K,表示的是溫差為1K 時單位時間單位面積傳遞的熱量,表征物體的保溫能力;遮陽系數(shù)Sc表示的是物體的太陽能總透射比與通過3mm的太陽能總透射比的比值,表征的是物體的隔熱能力。一個潛在的節(jié)能指數(shù)就是可見光透射比??梢姽馔干浔群徒ㄖ锊晒庥嘘P,合適的采光不僅能節(jié)約照明能源,還可以保持用戶的舒適度?,F(xiàn)在行業(yè)標準中通常用光熱比,可見光與太陽能總透射比的比值,也有用選擇系數(shù)R 來表示可見光與遮陽系數(shù)的比值來衡量節(jié)能效果,比值越大透過的可見光越多、采光性能越好,進入室內(nèi)的太陽能越低、節(jié)能效果越好。3、Low-E玻璃的種類根據(jù)Low-E玻璃的生產(chǎn)工藝, 可以分為在線Low-E玻璃和離線Low-E玻璃。在浮法玻璃生產(chǎn)線***溫度范圍處進行的化學氣相沉積鍍膜,鍍制的功能性膜層是半導體材料的化合物。在線Low-E玻璃膜層硬度大,機械強度好,可熱加工。但由于膜層較厚,顏色不太靈活,也比較單一,輻射率一般在0.15~0.25之間。離線Low-E玻璃是玻璃基片轉(zhuǎn)移至鍍膜玻璃生產(chǎn)線上通過磁控濺射方法鍍制的金屬膜層和其他介質(zhì)膜層,通常是磁控陰極濺射法。磁控陰極濺射在靜止的電磁場中發(fā)生,電子在洛倫茲力的作用下向陽極處的玻璃基片加速運行,與氣氛Ar原子發(fā)生碰撞,電子的能量足夠大時,Ar原子電離出Ar 和電子。電子飛向基片,Ar 加速飛向陰極(濺射靶材)并以高能量轟擊靶材,發(fā)生濺射,濺射粒子中的中性粒子沉積在基片上形成薄膜,二次電子在電磁場中洛倫茲力的作用下作擺線和螺旋線狀的復合運動。通過磁控陰極濺射生產(chǎn)的離線Low-E玻璃,其顏色靈活,輻射率較在線Low-E玻璃低。
早期的離線Low-E玻璃由于膜層軟,易氧化很難用于熱加工。隨著技術的發(fā)展,膜結(jié)構(gòu)的調(diào)整,介質(zhì)層的使用,使得膜層的機械強度和物理性能都有很大提升,現(xiàn)在的離線Low-E玻璃已經(jīng)具有可鋼性。日常的檢驗中也有客戶委托對離線產(chǎn)品按照在線產(chǎn)品檢測耐磨、耐酸堿性能,試驗后,耐磨外觀只有很輕微的磨痕,耐酸堿外觀幾乎無變化??梢姽馔干浔鹊淖兓识荚?%以下,比國家標準要求的≤ 4%要低很多。筆者曾做過驗證,在熱加工的過程中,離線加熱到600℃以上,自然冷卻退火后,其輻射率會略有降低,可見光透射比加大在2%~8%左右,其性能總體來說是能向有益的方向改變。離線Low-E玻璃常用的功能性金屬有金、銀、銅,由于銀在自然界中存在廣泛,且具有較好的導電性,形成薄膜后的電阻和輻射率較低,銀還具有可見光吸收小,透過率高的特點以及其合理的價格,是現(xiàn)在應用較為廣泛的功能性金屬。以銀為功能性膜層的Low-E玻璃又可以分為單銀、雙銀、三銀Low-E玻璃。即在玻璃基片上鍍制一層、兩層、三層的功能性金屬膜和其他介質(zhì)層。三者之間由于功能性膜層、介質(zhì)層的位置厚度的不同,會使可見光透過增加、輻射率降低,某生產(chǎn)廠的單銀產(chǎn)品的輻射率在0.1左右,雙銀產(chǎn)品的輻射率在0.05~0.08之間、三銀產(chǎn)品的輻射率在0.03~0.05之間,這個也不是較好的,如果銀膜鍍制得很厚的話只有一層也可以達到很低的輻射率。行業(yè)內(nèi)有些公司用選擇系數(shù)R來表示,單銀Low-E玻璃在1.1~1.3,雙銀Low-E玻璃在1.4~1.7,三銀Low-E玻璃在1.7~2.1之間。這只是該廠家的經(jīng)驗值,其他公司可參考該值作為日常質(zhì)量控制,但第三方檢測機構(gòu)日常檢測中不用于對產(chǎn)品作合格判定。根據(jù)其性能指標,離線Low-E玻璃還可分為高透型Low-E玻璃和遮陽型Low-E玻璃,高透型Low-E玻璃即對太陽光具有較高的透過率,用在寒冷地區(qū)的冬季,以便讓更多的陽光進入室內(nèi)。還有一種產(chǎn)品已經(jīng)復合了高透和遮陽兩種功能即高透遮陽型,這種產(chǎn)品的可見光透射比能達到60%~80%,遮陽系數(shù)在0.30左右,這樣的Low-E玻璃用在炎熱地區(qū),可以節(jié)約很大一部分空調(diào)制冷費用。4、離線Low-E玻璃的應用離線Low-E玻璃產(chǎn)品廣泛用在建筑幕墻和大面積窗戶上。以滿足采光和節(jié)能雙重性格。一般不做單片使用,通常組合成充氣中空玻璃或者真空玻璃使用,中空腔內(nèi)充入的是Ar 或者Kr 等惰性氣體,一是保護玻璃膜面不受損傷,延長Low-E玻璃的使用壽命;就是提高玻璃的節(jié)能效果。表1列出了單片玻璃不同輻射率時的傳熱系數(shù)以及各自的可見光透射比、遮陽系數(shù)。表2列出了由表一單片玻璃組合成充氣中空玻璃的光熱性能。